น้ำยาธิโอไกลคอลิกแอซิดใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ดูแลเส้นผม โดยเฉพาะการดัดผมถาวรและการยืดผม เนื่องจากสามารถทำลายพันธะไดซัลไฟด์ในโปรตีนเคราตินของเส้นผม ทำให้เส้นผมสามารถปรับรูปทรงใหม่ได้ หลังจากได้รูปทรงที่ต้องการแล้ว จะใช้สารออกซิไดซ์เพื่อสร้างพันธะใหม่และคงรูปทรงไว้

นอกจากในเครื่องสำอางแล้ว น้ำยานี้ยังเป็นส่วนประกอบสำคัญในครีมกำจัดขน โดยช่วยอ่อนโครงสร้างโปรตีนของเส้นขน ทำให้ถอนออกจากผิวหนังได้ง่าย

ในงานอุตสาหกรรม น้ำยานี้ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์พลาสติไซเซอร์และสาร стабилизаторที่ขึ้นอยู่กับ thioglycolate สำหรับโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เพื่อปรับปรุงความคงตัวต่อความร้อนและแสง นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการชุบโลหะเพื่อควบคุมคุณภาพผิวโลหะ และเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ต่าง ๆ เช่น สารยับยั้งการกัดกร่อนและสารตกแต่งผิวในอุตสาหกรรมเคมี

ในเคมีวิเคราะห์ น้ำยาธิโอไกลคอลิกแอซิดใช้เป็นสารรีดิวซ์และสารคอมเพล็กซ์ โดยเฉพาะในการตรวจจับและสกัดโลหะ ความชอบต่อโลหะหนักสูงทำให้มันใช้งานได้ในเชเลชันและการบำบัดน้ำเสียเพื่อกำจัดไอออนโลหะพิษ